Устройство для разделения суспензий бельковца

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 04 51)5 В ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСГ)АТЕНТ СССР ТЕНТНОЕ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТ(58) Авторское свидетельстВ 429848, кл. В 04 В 5/04. СССР72,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУ ПЕНЗИЙ БЕЛЬКОВЦА(57) Использование; изобретение относитс к машиностроению и может найти и римен ние для разделения суспензий на жидкую твердую фазы, Сущность изобретения; ус ройство для разделения суспензий соде жит ротор, включающий ряды радиальн закрепленных на вертикальном приводно Изобретение относится к машиностроению и может найти применение для разделения суспензии на жидкую и твердую фазы,Известна центрифуга, содержащая барабан (корзину) в дырчатыми стенками, вращающийся с большой скоростью на вертикальном или горизонтальном валу. Внутренняя полость такого барабана покрыта фильтровальной тканью, Суспензия силой отбрасывается к стенкам барабана, при этом твердая фаза остается на поверхности ткани, а жидкость под действием центробежной силы проходит сквозь слой осадка и ткань и удаляется наружу через отверстие в барабане.Недостатком известных центрифуг является высокая влажность получаемого осадка. Это связано с тем, что движущей, силой являются только центробежные силы действующие на частицы фильтрата и на,.Ж 1791039 А 1 валу цилиндров с фильтрующими элементами, лежащих в одной горизонтальной плоскости, узел подвода и распределения суспензии и неподвижную кольцевую емкость для сбора фильтрата, Каждый цилиндр снабжен поршнем и крышкой, соединенной с цилиндром посредством шарнира и замкового соединения, а также приспособлением для фиксации поршня в исходном положении, а крышка оснащена приспособлением для поджатия ее к торцу цилиндра. Фильтрующий элемент смонтирован в поршне крышки цилиндра с образованием полости для приема фильтрата, сообщенной с кольцевой неподвижной емкостью для сбора фильтрата, 2 з.п, ф-лы, 4 ил,частицы твердой части суспензии, МалаяюеавЪ влажность осадка получается в сверхцентрифугах, Но так как в сверхцентрифугах диаметр барабана не превышает 200 мм, для О центрифугирования среднедисперсных и - ф крупнодисперсных суспензий они не нахо- С) дят применения. Кроме того, к сверхцентри- (,А) фугам предъявляются высокие требования ких изготовлению и эксплуатации.Целью изобретения является повыше- ние эффективности работы и уменьшение влажности .получаемой твердой фазы сус. пензии,Это достигается тем, что в устройстве, прикрепленном к валу, вращающемся в подшипниках и содержащем дырчатую стенку и фильтровальную ткань, в ней устройство выполнено, по меньшей мере, с одним рядом основных цилиндров, с прикреплением каждого ряда цилиндров на одном и том же10 20 вижная часть полости подачи суспензии в 25 30 35 40 50 55 уровне вала, в ней каждый ряд цилиндров содержит, по меньшей мере, один цилиндр; с симметричным расположением цилиндров в ряду, в ней устройство дополнительно содержит герметичный узел, объединяющий полость неподвижной части узла и полость подвижной части узла, выполненную в торцевой части вала, служащий для передачи суспензии из неподвижной части узла в подвижную, в ней каждый основной цилиндр для разделения суспензии снабжен поршнем, крышкой, запирающей цилиндр с торца, дополнительным цилиндром с поршнем, для прижатия крышки к торцу цилиндра, прикрепленным к крышке и снабженным отводом с запорной арматурой, служащим для периодического возмещения потерь жидкости в цилиндре, по меньшей мере, одним дополнительным цилиндром с поршнем со штоком и пружиной, прикрепленным к основному цилиндру в зоне вала, с возможностью фиксирования в исходном положении штоком дополнительного цилиндра поршня основного цилиндра, в ней неподкаждый цилиндр сообщена, трубопроводом с запорной арматурой, с источником пОдачи суспензии, а подвижная часть полости подачи суспензий в каждый цилиндр сообщена,трубопроводом с двумя отводами, каждый с запорной арматурой, с цилиндром, одним отводом - с полостью цилиндра за поршнем со стороны крышки в конечном положении поршня, вторым отводом - с полостью цилиндра за поршнем со стороны крышки в начальном положении поршня, в ней устройство содержит второй герметичный узел, объединяющий полость неподвижной части узла и полость подвижной части узла. выполненную в торцевой части вала и служащей для передачи сжатого воздуха из неподвижной части узла в подвижную, в ней неподвижная часть полости подачи сжатого воздуха сообщена, трубопроводом с запорной арматурой, с источником подачи сжатого воздуха, а трубопровод дополнительно снабжен отводом, расположенным между полостью и запорной арматурой, снабженным также зайорной арматурой, служащим для стравливания воздуха, а подвижная часть полости сообщена, трубопроводами, со свободнымй полостями от пружин всех дополнительных цилиндров каждого основного цилиндра, в ней крышка каждого цилиндра снабжена шарнирным соединением и быстродействующим замком с основным цилиндром, в ней в крышке выполнен поршень с уплотнением, с-зазором между поршнем и корпусом крышки, сообщаемым. каналом в корпусе крышки с полостью дополнительного цилиндра для прижатия крышки, в ней между фильтрующей частью поршня и корпусом поршня крышки выполнена полость для прохода фильтрата, сообщенная каналом в крышке и трубопроводом из двух частей с быстрораэъемным соединением, к примеру, с помощью фланцев, откидных болтов и гаек-барашек, с кольцевой неподвижной емкостью для сбора фильтрата, в ней поршень крышки снабжен торцевыми уплотнениями, в ней крышка и основной цилиндр снабжены запорными элементами, к примеру, петлями и стягивающим стержнем, для удержания крышки в 5 открытом ее положении, в ней основной цилиндр на выходе имеет скосы и снабжен упорным элементом для предотвращения выхода поршня из цилиндра при освобождении цилиндра от твердой части суспензии, в ней неподвижная кольцевая емкость снабжена навесом над открытой частью ее, связанным с нижними частями труб, а ниж ние части труб снабжены заглушками, устанавливаемыми на отверстия труб при их рассоединении на две части, в ней торцевое уплотнение поршня крышки, дырчатая стенка, фильтровальная ткань и поршень крышки прижаты к корпусу крышки прижимным элементом, жестко прикрепленным к корпусу крышки, в ней устройство снабжено по всему периметру наклонной поверхностью для перемещения твердой части суспензии, расположенной ниже нижнего ряда цилиндров, мягким натянутым круговым ограждением, к примеру, тканевым, не ниже уровня верхнего ряда цилиндров, для уменьшения дальности полета твердой части суспензии, направляющими на наклонной поверхности и ящикамй для.сбора твердой части суспензии, в ней, при одной неподвижной емкости для сбора фильтрата, располагаемой в таком случае ниже нижнего ряда цилиндров, цилиндры всех рядов равномерно смещены относи тельно друг друга по окружности, с цельюсвободного опускания всех трубопроводов иэ двух частей в неподвижную емкость; а .также достигается тем, что она дополнительноснабжена мешками и в ней основные цилиндры снабжены захватами для закрепления мешков, к примеру, в виде крюков.На фиг,1 схематично изображено устройство с двумя рядами цилиндров; на фиг.2 - вид А на фиг,1; на фиг,З - конструктивные элементы, касающиеся одного основного цилиндра; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З.Центрифуга - центробежный фильтр содержит два ряда основных цилиндров, по 4 цилиндра в каждом ряду; 1,2,3 и 4, прикрепленных к валу 5, Каждый основной цилиндрсодержит поршень 6, крышку 7, Крышка 7 Подвижная полость вала 5 снабжена трусодержит корпус 8, в котором размещены бопроводом 45 с двумя отводами: отводом поршень 9 с уплотнением 10 и опорными 46 с запорной арматурой 47, входящим в выступами 11, дырчатую стенку 12, фильтро- цилиндр непосредственно за поршнем, когвальнуюткань 13, торцевое уплотнение 14. 5 да он находится в исходном положении и Поршень 9, дырчатая стенка 12, фильтро- отводом 48 с запорной арматурой 49, входявальная ткань 13, торцевое уплотнение 14 щим в цилиндр за поршнем со стороны поджимаются к корпусу 8 крышки 7 с по- крышки, находящимся в конечном положе- мощью прижимных элементов 15, жестко нии в цилиндре. В нижней части вала имеприкрепляемыхккорпусу 8 крышки 7,Меж ется герметичный узел для передачи ду корпусом 8 крышки 7 и поршнем 9 име- сжатого воздуха от источника подачи во все ется зазор 16, между поршнем 9 и дырчатой полости 30 цилиндров 27, Узел включает стенкой 12 имеется полость 17. Крышка 7 с неподвижную полость 50, корпус 51 которой одной стороны соединена с цилиндром 1 образует цилиндрическоесоединение с коршарнирным соединением 18, с другой сто пусом 52 полости вала 5, снабженное уплотроны - быстродействующим замком 19, нением 53, Неподвижная полость 50 Шарнирное соединение 18 и быстродейст- сообщена трубопроводом 54 с запорной арвующий замок 19 лучше всего располагать матурой 55 с источником подачи воздуха, таким образом, чтобы поворот крышки осу- Трубопровод 54 снабжен, для стравливания ществлялся в горизонтальной плоскости, 20 воздуха, отводом 56 с запорной арматурой Крышка 7 снабжена цилиндром 20, жестко 57. Подвижная полость вала 5 снабжена тру-прикрепленным к крышке. В цилиндре 20 бопроводом 35, сообщенным с полостями размещен поршень 21 с уплотнением 22, С 30 цилиндров 27, Трубопровод 35, выполполостью цилиндра 22 сообщен полый от- ненный с разветвлениями, по количеству вод 23 с запорной арматурой 24, служащий 25 равным числу цилиндров 27; йоказан входя- для периодического возмещения потерь щим в полости 30 цилиндров 27 и входящим жидкости в процессе эксплуатации устрой- в полость 50 герметичного узла для передаства. В корпусе 8 крышки 7 и стенке цилин- чи сжатого воздуха от источника подачи в дра 20 выполнен канал 25, сообщающий полости 30 цилиндров 27. Ясно, что эти конполость цилиндра 20 и зазор 16. 30 цы трубопроводов между собой соединены.Каждый поршень 6 снабжен уплотнени- Крышка 7 снабжена каналом 58 и трубопроем 26, Каждый основной цилиндр 1,2.3 и 4 водам 59, прикрепленным к крышке. Труснабжен, прикрепленным к основному ци- бопровод 59 включает две части: 59 и 60, линдру, по меньшей мере, одним дополни- соединенные между собой с помощью флантельным цилиндром 27 (в данном случае 35 цев с уплотнениями, откидных болтов и гадвумя), содержащим поршень 28 со штоком ек-барашек (кроме фланцев, элементы не 29, с возможностью вхождения штока в ос- показаны). Каждый ряд цилиндров снабжен новной цилиндр,с целью фиксирования в кольцевой неподвижной емкостью 61, с исходном положении поршня 6. Поршень 28 кольцевой выемкой 62 для входа в емкость разделяет цилиндр 27 на две полости 30 и 40 61 трубопроводов 60. Емкость 61 снабжена 31. В полости 31 располагается пружина 32.навесом 63 над выемкой 62, связанным с Поршень 28 снабжен уплотнением 33, шток нижними частями трубопроводов 60 и за - уплотнением 34, Полость 30 сообщена глушками(не показаны), устанавливаемыми трубопроводом 35 с источником подачи на отверстия труб нижних частей при рассосжатого воздуха. Когда поршень 6 находит единении труб на две части. Возможно прися в исходном положении, зафиксирован- менение одной кольцевой неподвижной ным штоком 29, имеется только одна емкости 61, расположенной ниже нижнего полость цилиндра 36. Когдапоршеньбвый- ряда цилиндров, с кольцевой выемкой 62 дет из исходного положения и займет про- для входа в емкость 61 концов трубопровомежуточное или конечное положение 6, 50 дов 60 от всех цилиндров каждого ряда и имеется две полости цилиндра: 37 и 38. В всех рядов. В этом случае трубопроводы 60 верхней части вала имеется герметичный: (59) равномерно смещены относительно узел для передачи суспензии от источника друг друга по окружности. Каждый ряд циподачивосновныецилиндры. Узел включа- линдров снабжен по всему периметру нает неподвижную полость 39, корпус 40 кото клонной поверхностью 64 для перемещения рой образует цилиндрическое соединение с твердой части суспензии. Наклонная поверкорпусом 41 полости вала 5, снабженное хность может быть изготовлена за одно с уплотнением 42. Неподвижная полость 39 емкостью 61 или же отдельно. Для всех рясообщена трубопроводом 43 с запорной ар- дов цилиндров может быть одна наклонная матурой 44 с источником подачи суспензии,поверхность. Устройство снабжается ящи 179103910 20 ния выхода поршня 6 из цилиндра, во время 25освобождения цилиндра от твердой частисуспензии, цилиндр снабжен упором, Упор выполнен, к примеру, с помощью выпущенного конца отвода 48 в полость цилиндраили же в виде специальной планки 74, при 40 45 50 55 ками для сбора твердой части суспензии, а наклонная поверхность 64 (наклонные поверхности) - направляющими для перемещения твердой части суспензии в ящики,Устройство снабжается мягким натянутым круговым ограждением, к примеру, тканевым, с верхней отметкой.не ниже уровня верхнего ряда цилиндров (не показано), Все цилиндры снабжены, к примеру, петлями 65, стягивающими стержень 66, а все крышки - крюками 67, для удержания крышки в открытОм ее положении. Все цилиндры снабжены крюками 68, мешками (не показа ны), закрепленными на крюках 68, для сбора твердой части суспензии. Вал 5 вращается в радиальных подшипниках 69 и упорных 70, Для привода вала предусмотрен,к примеру, шкив 71, закрепленный с помощью шпонки 72 на валу 5, Корпус каждого цилиндра, в месте выхода твердой части суспензии из цилиндра, по всему периметру снабжен скосом 73 расширяющим цилиндр и улучшающим условия выхода твердого продукта иэ цилиндра. Для предотвращекрепленной к корпусу цилиндра, Для того, чтобы можно было менять конечное положение поршня 6 в цилиндре, отводов 48 с арматурой 49 выполняется по меньшей мере два показан только один), расположенных вдоль цилиндра, и нижние части отводов выполнены, к примеру на резьбе, с возможностью вхождения их концов в цилиндр и выхождения из цилиндра, а при использовании планок 74, они выполняются переменной длины, Прижимной элемент 15 конструктивно выполнен таким образом,что он позволяет крышке свободно открываться и закрываться; Для этого между элементом 15 и корпусом основного цилиндра оставляется зазор не показан), Вместо быстродействующего замка 19 может быть применено соединение из болтов, позволяющее первоначально прижать с большим усилием крышку 7 к торцу основного цилиндра,Центрифуга - центробежный фильтр работает следующим образом.Рассмотрим работу ее с момента, когда полость цилиндра 37 освобождена от твердой части суспензии, крышка закрыта, части трубопровода 59 и 60 соединены между собой. Поршень 6 находится в положении 6,опираясь при этом на выступающую часть одного из отводов 48, или же на планку 74, йрепятствующим выходу поршня 6 из цилиндра. Все находится в неподвижном состоянии, Открывается запорная арматура 49, закрывается запорная арматура 47, открывается запорная арматура 44. Суспензия поступает по трубопроводу 43, полость 39, трубопровод 45 и по одному из отводов 48 в полость цилиндра 37, За счет илистатического давления суспензии, или же давления, к примеру, создаваемого насосом, жидкость действует на поршень 6, перемещая его в исходное положение и заполняя при этом всю полость основного цилиндра, При этом уже происходит и фильтрация суспензии. Жидкая часть суспензии проходит 5 через фильтровальную ткань 13, дырчатуюстенку 12, зазор 17, канал 58, трубопровод 59 и 60 и попадает в кольцевую емкость 61; Из кольцевой емкости 61 жидкость поступает по назначению, Как только поршень 6 займет исходное положение, закрывается запорная арматура 57 и открывается запорная арматура 55, Сжатый воздух, воздействуя на поршень 28 перемещает его и .штоками 29 удерживает. поршень 6 в исходное положение. С помощью привода не показан), посредством шкива 71, вал 5 и все подвижйые части устройства приводятся во вращательное движение, после предварительного закрытия запорной арматуры 49 и открытия запорной арматуры 47, Начинается процесс центрифугирования суспензии с одновременным освобождением части полости 36 за счет уменьшения жидкой части суспензйи, Одновременно суспензия через 5 трубопровод 43, полость 39, . трубопровод 45 и отвод 46 непрерывно поступает в освобождающееся от суспензии пространство полости 36, После заполнения полостей основных цилиндров отцентрифугированной суспензией, что определяется опытным путем и в дальнейшем фиксируется с помощью засечки времени или же с помощью фиксации расхода определенного объема суспензии, закрывается запорная арматура 44 и еще некоторое время устройство вращается при нахождении поршня 6 в исходном положении. чтобь 1 суспензия полностью поступила из трубопроводов и полости 39 в основной цилиндр. Та часть суспензии, которая находится в трубопроводе 45, между отводами 46 и 48, за счет наклона трубопровода на этом участке, остается в трубопроводе до следующего цикла. На случай, если суспензия все-таки попадает в полость 38, между торцом цилиндра со стороны вала 5 и поршнем 6, в боковой стенке цилиндра рядом с торцом цилиндра, в зоне вала 5, выполняется отвод с краном, обозначенные поз,75, для освобождения полости 30 от суспензии, Послетого, как вся суспензия из полости 39, из части трубопровода 45, расположенного между полостью 39 и отводом 46, и отвода 46 поступит в полость 36 основного .цилиндра, что для каждого вида суспензии будет уточняться опытным путем, открывается запорная арматура 57. Воздух из полости 30 цилиндра 27, трубопровода 35, полости 50, трубопровода 54, отвода 56 стравливается в атмосферу. Пружина 32 выводят штоки 29 из полости основного цилиндра и поршень 6 получает свободу перемещения, Начинается процесс центробежного фильтрования с п родовкением процесса центрифугирования, "При вращении системы в поршне 21 возникает центробежная сила. Действуя на жидкость в полости цилиндра 20, поршень 21 создает давление в жидкости и передает его всей величиной на жидкость в зазоре 16. Действуя на поршень 9 крышки 7 указанное давление создает прижимную силу поршня 9 крышки 7 к торцевой части цилиндра, надежно герметизируя соединение. За счет центробежного фильтрования и центрифугирования жидкая часть суспензии, указанным выше путем, непрерывно поступает в емкость 61. Центробежная сила, действующая на уменьшающийся по влажности твердый осадок, эа счет увеличения до определенных размеров радиуса расположения поршня 6 и твердого осадка, все время увеличивается, что и требуется для нормальной работы. По окончании цикла центрифугирования и центробежного фильтрования вся система останавливается, Закрываются запорные арматуры 47 и 57, Отсоединяются нижние части трубопроводов 60. Раскрывается замок 19, открывается крышка 7 и с помощью элементов 65,66 и 67 фиксируется в неподвижном Состоянии. Приводится во вращательное движение система и за счет инерционных сил твердая часть суспензии выходит из цилиндра, Дальше твердая часть суспензии попадает. или в мешки (в этом случае мешки закрепляются перед вращением системы на крюки 68) или же через наклонные поверхности 64 в ящики, После освобождения цилиндров от твердой части суспензии. система останавливается, крышка в порядке, обратном описанному выше, прикрепляется к торцу цилиндра, трубопроводы 59 и 60 соединяются между собой. И дальше, с момента открывания запорной арматуры 49, циклы повторяются.Увеличивая массу поршня 6, длину основных цилиндров и, особенно, угловую скорость вращения системы, будем иметь большую движущую силу для разделения на жидкую и твердую фазы и. соответственно, 20 25 30 нии, каждая крышка оснащена приспособ 35 лением для поджатияее к торцу цилиндра,фильтрующим элементов в исходном поло 40 жении включает по меньшей мере один 50 55 крышки цилиндра с образованием полости для приема фильтрата, сообщенной посред 510 будем иметь более низкую влажность твердой части суспензии.Предлагаемая центрифуга - центробежный фильтр найдет применение для разделения суспензии на твердую и жидкую фазы с малой влажностью твердой части суспензии и вочогих случаях заменит две фазы технологического процесса, а именно центрифугирование и сушку. Формула изобретения1, Устройство для разделения суспензий, содержащее ротор, включающий ряд радиально закрепленных на вертикально расположенном приводном валу цилиндров с фильтрующими элементами, лежащих в одной горизонтальной плоскости, и Узел подвода и распределения суспензии, включающий подвижную часть, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества разделения за счет снижения влажности осадка, устройство содержит по меньшей мере один дополнительный ряд радиально расположенных цилиндров с фильтрующими элементами и неподвижйую кольцевую емкость для сбора фильтрата, верхняя периферийная часть которой выполнена с наклоном для перемещения твердой части суспензии, при этом каждый цилиндр снабжен поршнем с крышкой, соединенной с цилиндром посредством шарнира и замкового соединения, а также приспособлением для фиксации поршня в исходном положевключающим дополнительный цилиндр с поршнем и запорной арматурой, а приспособление для фиксации поршня цилиндра с вспомогательный цилиндр с подпружиненным поршнем со штоком, расположенный со стороны вала ротор, узел подвода и распределения суспензии включает неподвижную часть, а его подвижная часть оснащена трубопроводами с запорной арматурой для сообщения ее с полостями цилиндра с фильтрующим элементов в различных положениях поршня, крышка имеет поршень с торцовым уплотнением, расположенный с зазором между ним и корпусом крышки, и какал для сообщения этого зазора с полостьюдополнительного цилиндра, фильтрующий элемент смонтирован в поршне ством канала, выполненного в корпусе крышки, и трубопровода, состоящего из двух частей с быстроразьемным фланцевым соединением, с кольцевой неподвижной ем 12111791039костью для сбора фильтрата, над которой на трубопроводе укреплен экран, а каждый цилиндр с фильтрующим элементом имеет на внутренней поверхности со стороны крышки скосы и упорные элементы для предотв ращения выхода поршня из цилиндра, при этом устройство содержит герметичный .узел для подачи сжатого воздуха; включающий неподвижную часть, оснащенную тру- бопроводом с запорной арматурой для 10 сообщения ее с источником сжатого воздуха, и неподвижную часть, сообщенную трубопроводами с полостями дополнительных цилиндров.2. Устройство, по п,1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что цилиндры с фильтрующими элементами в рядах смещены по окружности.3. Устройство по пп, 1 и 2, отл и ча ющ е е с я тем, что цилийдры с фильтрующими элементами оснащенызахватами для закрепления сборников твердой части суспензии,Составитель П.Бельковецдактор И.Павловская Техред М,Моргентал Коррек нч оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарин аказ 113 ВНИИПИ Госу Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5